福建直流磁控濺射優(yōu)點

來源: 發(fā)布時間:2023-02-06

磁控濺射概述:濺射是一種基于等離子體的沉積過程,其中高能離子向目標(biāo)加速。離子撞擊目標(biāo),原子從表面噴射。這些原子向基板移動并結(jié)合到正在生長的薄膜中。磁控濺射是一種涉及氣態(tài)等離子體的沉積技術(shù),該等離子體產(chǎn)生并限制在包含要沉積的材料的空間內(nèi)。靶材表面被等離子體中的高能離子侵蝕,釋放出的原子穿過真空環(huán)境并沉積到基板上形成薄膜。在典型的濺射沉積工藝中,腔室首先被抽真空至高真空,以較小化所有背景氣體和潛在污染物的分壓。達到基本壓力后,包含等離子體的濺射氣體流入腔室,并使用壓力控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)總壓力-通常在毫托范圍內(nèi)。磁控濺射涂層有很好的牢固性,濺射薄膜與基板,機械強度得到了改善,更好的附著力。福建直流磁控濺射優(yōu)點

福建直流磁控濺射優(yōu)點,磁控濺射

磁控濺射技術(shù)原理:電子在電場的作用下加速飛向基片的過程中與氬原子發(fā)生碰撞,電離出大量的氬離子和電子,電子飛向基片。氬離子在電場的作用下加速轟擊靶材,濺射出大量的靶材原子,呈中性的靶原子沉積在基片上成膜。二次電子在加速飛向基片的過程中受到磁場洛倫茲力的影響,被束縛在靠近靶面的等離子體區(qū)域內(nèi),該區(qū)域內(nèi)等離子體密度很高,二次電子在磁場的作用下圍繞靶面作圓周運動,該電子的運動路徑很長。在運動過程中不斷的與氬原子發(fā)生碰撞電離出大量的氬離子轟擊靶材,經(jīng)過多次碰撞后電子的能量逐漸降低,擺脫磁力線的束縛,遠(yuǎn)離靶材,較終沉積在基片上。磁控濺射就是以磁場束縛和延長電子的運動路徑,改變電子的運動方向,提高工作氣體的電離率和有效利用電子的能量。電子的歸宿不只只是基片,真空室內(nèi)壁及靶源陽極也是電子歸宿。但一般基片與真空室及陽極在同一電勢。福建直流磁控濺射優(yōu)點磁控濺射主要用于在經(jīng)予處理的塑料、陶瓷等制品表面蒸鍍金屬薄膜、七彩膜仿金膜等。

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真空磁控濺射鍍膜技術(shù)的特點:1、基片溫度低:可利用陽極導(dǎo)走放電時產(chǎn)生的電子,而不必借助基材支架接地來完成,可以有效減少電子轟擊基材,因而基材的溫度較低,非常適合一些不太耐高溫的塑料基材鍍膜。2、磁控濺射靶表面不均勻刻蝕:磁控濺射靶表面刻蝕不均是由靶磁場不均所導(dǎo)致,靶的局部位置刻蝕速率較大,使靶材有效利用率較低。因此,想要提高靶材利用率,需要通過一定手段將磁場分布改變,或者利用磁鐵在陰極中移動,也可提高靶材利用率。

真空磁控濺射技術(shù)的原理:濺射鍍膜的原理是稀薄氣體在異常輝光放電產(chǎn)生的等離子體在電場的作用下,對陰極靶材表面進行轟擊,把靶材表面的分子、原子、離子及電子等濺射出來,被濺射出來的粒子帶有一定的動能,沿一定的方向射向基體表面,在基體表面形成鍍層。濺射鍍膜較初出現(xiàn)的是簡單的直流二極濺射,它的優(yōu)點是裝置簡單,但是直流二極濺射沉積速率低;為了保持自持放電,不能在低氣壓下進行;在直流二極濺射裝置中增加一個熱陰極和陽極,就構(gòu)成直流三極濺射。增加的熱陰極和陽極產(chǎn)生的熱電子增強了濺射氣體原子的電離,這樣使濺射即使在低氣壓下也能進行;另外,還可降低濺射電壓,使濺射在低氣壓,低電壓狀態(tài)下進行;同時放電電流也增大,并可單獨控制,不受電壓影響。在熱陰極的前面增加一個電極,構(gòu)成四極濺射裝置,可使放電趨于穩(wěn)定。但是這些裝置難以獲得濃度較高的等離子體區(qū),沉積速度較低,因而未獲得普遍的工業(yè)應(yīng)用。磁控濺射是在陰極靶的表面上方形成一個正交電磁。

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磁控濺射的工藝研究:1、功率:每一個陰極都具有自己的電源。根據(jù)陰極的尺寸和系統(tǒng)設(shè)計,功率可以在0~150KW之間變化。電源是一個恒流源。在功率控制模式下,功率固定同時監(jiān)控電壓,通過改變輸出電流來維持恒定的功率。在電流控制模式下,固定并監(jiān)控輸出電流,這時可以調(diào)節(jié)電壓。施加的功率越高,沉積速率就越大。2、速度:另一個變量是速度。對于單端鍍膜機,鍍膜區(qū)的傳動速度可以在每分鐘0~600英寸之間選擇。對于雙端鍍膜機,鍍膜區(qū)的傳動速度可以在每分鐘0~200英寸之間選擇。在給定的濺射速率下,傳動速度越低則表示沉積的膜層越厚。3、氣體:較后一個變量是氣體,可以在三種氣體中選擇兩種作為主氣體和輔氣體來進行使用。真空磁控濺射涂層技術(shù)不同于真空蒸發(fā)涂層技術(shù)。廣州單靶磁控濺射流程

有些鍍膜要用到射頻電源,如功率大,需做好屏蔽處理。福建直流磁控濺射優(yōu)點

PVD技術(shù)特征:在真空室內(nèi)充入放電所需要的惰性氣體,在高壓電場作用下氣體分子因電離而產(chǎn)生大量正離子。帶電離子被強電場加速,便形成高能量的離子流轟擊蒸發(fā)源材料。在離子轟擊下,蒸發(fā)源材料的原子將離開固體表面,以高速度濺射到基片上并沉積成薄膜。RF濺射:RF濺射使用的頻率約為13.56MHz,它不需要熱陰極,能在較低的氣壓和較低的電壓下進行濺射。RF濺射不只可以沉積金屬膜,而且可以沉積多種材料的絕緣介質(zhì)膜,因而使用范圍較廣。電弧離子鍍:陰極弧技術(shù)是在真空條件下,通過低電壓和高電流將靶材離化成離子狀態(tài),從而完成薄膜材料的沉積,該技術(shù)材料的離化率更高,薄膜性能更加優(yōu)異。福建直流磁控濺射優(yōu)點